УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СКЛАДЫВАНИЯ ТОКОПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПРИ АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ ТОКОСЪЕМА И ТОКОПРИЕМНИК Российский патент 2021 года по МПК B60L5/18 B60L5/30 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Изобретение относится к электротранспорту, а именно к устройствам автоматического складывания токоприемника электроподвижного состава (УАСТ) токоприемникам электроподвижного состава при аварийном режиме токосъема и к токоприемникам с данным устройством и может быть использована, например, на трамвайном транспорте.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.

В предшествующем изобретению уровне техники раскрываются многочисленные УАСТ, установленные на токоприемниках электроподвижного состава.

В патенте RU 199759 (АО «С Электротранспорт») раскрывается токоприемник электроподвижного состава, содержащий основание, токосъемный узел, включающий штангу, полоз и каретки, нижнюю и верхнюю облегченные подвижные рамы, где обе рамы шарнирно связаны друг с другом, а нижняя рама шарнирно связана с основанием, нижнюю и верхнюю тяги и подъемно-опускающий механизм нижней и верхней подвижных рам, включающий пневморессору. Подвод воздуха к токоприемнику осуществляется общей магистралью от внешнего источника, от магистрали отходят рукава, один из которых (далее рукав 1) подводит воздух к пневморессоре, обеспечивающей поднятие и опускание токоприемника в стандартных ситуациях.

УАСТ включает срезные пальцы, представляющие собой калиброванное пустотелое металлическое цилиндрическое тело с воздушным каналом, проточками и резьбой на одном из концов срезного пальца. В теле срезного пальца выполнены две проточки и на одном из концов пальца - резьба. К резьбе присоединен рукав подвода воздуха от воздушной магистрали (далее рукав 2), обеспечивающий автоматическое аварийное опускание токоприемника при срыве полоза с кареток.

УАСТ подключено к токоприемнику следующим образом: срезной палец закреплен на подвижной части кареток (неподвижные части кареток размещены на штанге), а на проточках срезного пальца установлен полоз.

УАСТ работает следующим образом: срезной палец при срыве полоза с кареток разрушается в наиболее тонкой части тела пальца - проточках, за счет чего происходит выход сжатого воздуха через разрушенный срезной палец в рукав 2, давление сжатого воздуха в магистрали падает, реле давления срабатывает и закрывает пневмораспределитель, установленный на магистрали и токоприемник опускается.

В патенте отмечается, что наличие УАСТ повышает безопасность эксплуатации токоприемника.

Недостатками известного технического решения является то, что известное-УАСТ может быть реализовано только для токоприемников, подъем и опускание которых обеспечиваются с помощью пневматики.

Наиболее близкое УАСТ и токоприемник с данным устройством раскрываются в патенте ES 1074471 (U) (SCHUNK IBERICA SA).

В патенте раскрывается УАСТ для электроподвижного состав, состоящее из спускового/запираемого крючка, представляющего собой штифт с проточкой, выполненный с возможностью излома штифта в месте проточки. Спусковой крючок соединяет трос и эвольвенту.

Токоприемник электроподвижного состава, в соответствии с данным патентом содержит основание, верхнюю и нижнюю рамы, соответственно, с верхней и нижней тягами, токосъемное устройство, размещенное на верхней раме и включающее полоз, установленный на каретки, пружину, связанную через трос с эвольвентой, актуатор и устройство автоматического складывания токоприемника, в виде спускового крючка, соединяющего трос и эвольвенту.

Известное техническое решение работает следующим образом. Полоз при движении сталкивается с препятствием. Импульс от полоза резко складывает токоприемник (складываются подвижные рамы и тяги) подъемные пружины растягиваются рывком, спусковой крючок (срезной штифт) на конце эвольвенты не выдерживает усилия растяжения пружины и ломается. Подъемные пружины сжимаются, трос падает на основание, при этом подвижные рамы и тяги под действием собственного веса складываются.

Недостатками наиболее близкого технического решения являются следующие:

• Отсутствие возможности настройки срабатывания УАСТ в зависимости от величины импульса - у срезного штифта срабатывание УАСТ зависит от величины проточки - нерегулируемое, в связи с чем могут быть ложные срабатывания или при изломе полоза срезной штифт может не сломаться, а следовательно токосъемный узел не опустится.

• Удар подвижных рам об основание токоприемника при его полном складывании, что приведет к их деформации.

• Срабатывание УАСТ зависит от высотных положений полоза, т.к. разрушение срезного штифта зависит от силы растяжения пружины (в нижнем положении полоза пружина максимально растянута и при этом токоприемник сложится при незначительном импульсе, в верхнем - минимально т.е. при том же импульсе может не сложиться).

Все вышеизложенное не обеспечивает надежное срабатывание устройства аварийного складывания токоприемника, тем самым, не обеспечивает надежную работу токоприемника.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение надежности устройства аварийного складывания токоприемника, а, следовательно, и токоприемника.

Поставленная задача решается устройством автоматического складывания токоприемника электроподвижного состава при аварийном режиме токосъема, выполненным с возможностью интегрирования его в подъемно-опускающий механизм токоприемника, и содержащим трос и храповик с собачкой, где один из концов троса прикреплен к собачке храповика.

В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается устройством, в котором трос размещен в гибкой оболочке.

Поставленная задача также решается токоприемником электроподвижного состава, включающим основание; нижнюю раму с поперечиной, шарнирно связанную с основанием и нижней тягой; верхнюю раму, шарнирно связанную с нижней рамой и верхней тягой; размещенный на верхней раме и связанный с верхней тягой токосъемный узел, включающий полоз, установленный на каретки, смонтированные на штанге с клювом; подъемно-опускающий механизм верхней и нижней рам, включающий актуатор, пружину и связанную с пружиной через цепь эвольвенту; и устройство автоматического складывания токоприемника, где устройство автоматического складывания токоприемника содержит трос и храповик с собачкой, причем упомянутый трос одним концом прикреплен к собачке храповика, храповик размещен на поперечине нижней рамы, эвольвента прикреплена к храповику, а второй конец троса подсоединен к верхней тяге.

В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается в токоприемнике, в котором трос размещен в гибкой оболочке.

В других частных воплощениях токоприемника, верхняя тяга и нижняя рама шарнирно связаны посредством кронштейна, закрепленного на нижней раме и выполненного заедино с гильзой, закрепленной на верхней раме.

Верхняя тяга токоприемника может быть пропущена через гильзу.

Конец троса в токоприемнике может быть подсоединен к верхней тяге через держатель троса, выполненный с поворотной осью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ.

На фиг. 1 представлен общий вид токоприемника с УАСТ.

На фиг. 2 представлен вид Б (узел соединения троса с храповиком).

На фиг. 3 представлен вид А (шарнирный узел соединения верхней и нижней рам).

1. Основание

2. Рама нижняя с поперечиной

3. Тяга нижняя

4. Рама верхняя

5. Тяга верхняя

6. Токосъемный узел

7. Полоз

8. Каретка

9. Штанга с клювом

10. Актуатор

11. Пружина

12. Цепь

13. Эвольвента

14. Трос в гибкой оболочке

15. Храповик

16. Собачка

17. Гильза

18. Кронштейн

19. Держатель троса с поворотной осью

20. Шпонка

21. Штифт храповика

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Изобретение включает устройство автоматического складывания токоприемника электроподвижного состава при аварийном режиме токосъема, выполненное с возможностью интегрирования его в подъемно-опускающий механизм токоприемника и токоприемник с данным устройством.

Токоприемник подвижного состава (см. фиг. 1) включает основание (1), нижнюю раму с поперечиной (2), шарнирно связанную с основанием (1) и нижней тягой (3), а также верхнюю раму (4). На верхней раме размещен токосъемный узел (6), связанный с верхней тягой (5). Токосъемный узел состоит из полоза (7), установленного на упругих элементах - каретках (8), смонтированных на штанге с клювом (9), шарнирно соединенной с рамой верхней (4) и тягой верхней (5). Рама верхняя (4) шарнирно соединена с рамой нижней (2), тягой нижней (3).

Для подъема и опускания верхней и нижней рам, в токоприемнике предусмотрен подъемно-опускающий механизм, состоящий из актуатора (10), обеспечивающего опускание рам и пружины (11), обеспечивающей подъем. Пружина (11) через цепь (12) взаимодействует с эвольвентой (13).

Устройство автоматического складывания токоприемника (фиг. 2) состоит из троса (14) и храповика (15) с собачкой (16). Один конец троса (14) закреплен на собачке (16) храповика (15). Желательно, чтобы трос для исключения его повреждения был размещен в гибкой оболочке.

Устройство автоматического складывания токоприемника интегрировано в подъемно-опускающий механизм следующим образом (фиг. 2, 3). Тяга верхняя (5) (фиг. 3) одним концом шарнирно соединена с клювом штанги (9), другим - с тросом (14), расположенным внутри гибкой оболочки, закрепленной на нижней раме (2).

Тяга верхняя (5) имеет возможность продольного перемещения в гильзе (17), являющейся неотъемлемой частью кронштейна (18), который шарнирно крепится к нижней раме (2). К кронштейну (18) и верхней тяге (5) прикреплен держатель троса с поворотной осью (19), обеспечивающий среднее положение тяги верхней (5) и вертикальное положение троса (14).

Храповик (15) (фиг. 2) установлен на поперечине рамы нижней (2) и зафиксирован от проворота шпонкой (20). На храповике (15) закреплена эвольвента (13), на которую передается усилие от пружины (11) через цепь (12). Для поворота эвольвенты (13) совместно с храповиком (15) установлена собачка (16), которая соединена с тросом (14).

В рабочем положении токоприемника на эвольвенту (13) через цепь (12) передается усилие от растянутой пружины (11). Крутящий момент от эвольвенты (13) относительно оси вала рамы нижней с поперечиной 2 передается на храповик (15) посредством собачки (16). На рычаге собачки (16) зафиксирован трос (14), который находится постоянно в натянутом состоянии, и чтобы его сдвинуть требуется приложить к тросу (14) импульс, который способен преодолеть силу трения собачки (16) об храповик (15). Величина этого импульса рассчитывается исходя из заданной для аварийного режима работы токоприемника величины импульса, приложенного к полозу (7).

При срабатывании УАСТ эвольвента 13 проворачивается на храповике 15 под воздействием пружины 11. Для ограничения поворота эвольвенты 13 относительно храповика 15, имеется штифт храповика 21, который позволяет частично сжать пружину 11 так, чтобы усилия пружины 11 хватило для погашения кинетической энергии падающих подвижных рам 2, 4 с тягами 3, 5 и токосъемным узлом 6 во избежание жесткого удара.

Следует заметить, что УАСТ в соответствии с изобретением может быть интегрирован, практически, в любой подъемно-опускающий механизм, и, тем самым, встроен в любой токоприемник, а не только в соответствии с настоящим изобретением.

Токоприемник работает следующим образом.

В рабочем положении токоприемника предварительно растянутая пружина (11), сжимаясь, через цепь (12), передает заданное усилие на эвольвенту (13), которая поворачивая вал (поперечину) рамы нижней (2) поднимает рамы (2) и (4) совместно с тягами (3) и (5) и токосъемный узел (6), в результате чего полоз (7) с определенным нажатием воздействует на контактный провод и обеспечивает токосъем. При движении электроподвижного состава полоз (7) в штатном режиме скользит по контактному проводу, каретки (8) и клюв штанги (9) перемещаются в допустимых пределах, компенсируя незначительные неровности контактного провода, обеспечивая токосъем. При наезде полоза (7) на предметы, расположенные ниже уровня контактного провода (разрегулированная арматура контактной сети, ветки деревьев и т.д.) создается аварийный режим работы токоприемника, при котором полоз (7) соударяется с предметом, расположенным ниже уровня контактного провода, происходит выворачивание сверх допустимой нормы штанги с клювом (9) относительно ее оси поворота на раме верхней (4), тяга верхняя (5) начинает перемещаться в гильзе (17) (влево или вправо в зависимости от направления поворота клюва штанги (9)) утягивая за собой трос (14) и обеспечивая его дополнительное натяжение, трос (14) тянет рычаг собачки (16), собачка (16) выходит из зацепления обеспечивая разъединение эвольвенты (13) с храповиком (15), при этом эвольвента (13) на храповике (15) проворачивается до соударения штифтом храповика (21) об эвольвенту (13), натяжение подъемной пружины (11) уменьшается и рамы (2) и (4) под действием собственного веса складываются.

Изобретение позволяет вне зависимости от исполнения подъемно - опускающего привода токоприемника обеспечить быстрое автоматическое складывание токоприемника электроподвижного состава при аварийном режиме его эксплуатации, повысить надежность устройства аварийного складывания токоприемника и самого токоприемника, а также обеспечить сохранность контактной сети при аварийном токосъеме.

Группа изобретений относится к токоприёмникам для транспортных средств. Устройство автоматического складывания токоприемника электроподвижного состава при аварийном режиме токосъема выполнено с возможностью интегрирования его в подъемно-опускающий механизм токоприемника и содержит трос и храповик с собачкой, где один из концов троса прикреплен к собачке храповика. Токоприемник электроподвижного состава включает в себя основание, нижнюю раму с поперечиной, верхнюю раму, токосъемный узел, подъемно-опускающий механизм верхней и нижней рам и устройство автоматического складывания токоприемника. Нижняя рама с поперечиной шарнирно связана с основанием и нижней тягой. Верхняя рама шарнирно связана с нижней рамой и верхней тягой. Токосъемный узел размещен на верхней раме, связан с верхней тягой и включает в себя полоз, установленный на каретки, смонтированные на штанге с клювом. Подъемно-опускающий механизм верхней и нижней рам включает в себя актуатор, пружину и связанную с пружиной через цепь эвольвенту. Технический результат заключается в обеспечении быстрого автоматического складывания токоприемника и в повышении надежности устройства аварийного складывания токоприемника и самого токоприемника. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство автоматического складывания токоприемника электроподвижного состава при аварийном режиме токосъема, выполненное с возможностью интегрирования его в подъемно-опускающий механизм токоприемника и содержащее трос и храповик с собачкой, где один из концов троса прикреплен к собачке храповика.

2. Устройство по п. 1, в котором трос размещен в гибкой оболочке.

3. Токоприемник электроподвижного состава, включающий

основание;

нижнюю раму с поперечиной, шарнирно связанную с основанием и нижней тягой; верхнюю раму, шарнирно связанную с нижней рамой и верхней тягой; размещенный на верхней раме и связанный с верхней тягой токосъемный узел, включающий полоз, установленный на каретки, смонтированные на штанге с клювом;

подъемно-опускающий механизм верхней и нижней рам, включающий актуатор, пружину и связанную с пружиной через цепь эвольвенту; и

устройство автоматического складывания токоприемника, где устройство автоматического складывания токоприемника содержит трос и храповик с собачкой, причем упомянутый трос одним концом прикреплен к собачке храповика, храповик размещен на поперечине нижней рамы, эвольвента прикреплена к храповику, а второй конец троса подсоединен к верхней тяге.

4. Токоприемник по п. 3, в котором трос размещен в гибкой оболочке.

5. Токоприемник по п. 3, в котором верхняя тяга и нижняя рама шарнирно связаны посредством кронштейна, закрепленного на нижней раме и выполненного заедино с гильзой, закрепленной на верхней раме.

6. Токоприемник по п. 5, в котором верхняя тяга пропущена через гильзу.

7. Токоприемник по п. 3, в котором конец троса подсоединен к верхней тяге через держатель троса, выполненный с поворотной осью.